Chế độ tạo lò phản ứng đột phá nano hydro

Trong khi các hệ thống quang hợp tự nhiên khai thác hiệu quả ánh nắng mặt trời thì các hệ thống nhân tạo trước đây không làm được điều đó. Cách tiếp cận mới đối với hoạt động xúc tiến nhân tạo là bước tiến lớn trong việc thu hẹp khoảng cách hiệu suất đó.

Lò phản ứng nano lai là sản phẩm có sự kết hợp giữa vật liệu sinh học và vật liệu tổng hợp. Lò kết hợp các lớp vỏ α-carboxysome tái tổ hợp – các ngăn vi mô tự nhiên từ vi khuẩn – với chất bán dẫn hữu cơ cơ vi an. Lớp vỏ carboxysome này bảo vệ các enzym hydroase nhạy cảm, có tác dụng cao trong sản xuất hydro nhưng dễ bị oxy hóa vô hiệu. Lớp vỏ bọc enzyme đảm bảo cho lò hoạt động hiệu quả liên tục. Bên cạnh đó, chất bán dẫn hữu cơ vi hoạt động như một ăng-ten thu ánh sáng. Chất bán dẫn này hấp thụ ánh sáng khả thi kiến ​​trúc và truyền tải các chất kích thích nhờ đó được đến chất xúc tác sinh học, thúc đẩy quá trình sản xuất hydro.

GS. Luning Liu, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “ Bằng cách mô phỏng các cấu trúc và chức năng phức tạp của quá trình quang hợp tự nhiên, chúng tôi đã tạo ra một lò phản ứng lai nano kết hợp hiệu suất hấp thụ ánh sáng phổ rộng và tạo ra sự kích thích của vật liệu tổng hợp với sức mạnh hoạt động của enzyme sinh học. Điều này hợp lý cho phép sản xuất thủy điện thông qua việc sử dụng nguồn năng lượng sáng sủa nhất có năng lượng duy nhất ”.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng với tiềm năng loại bỏ sự phụ thuộc vào các loại kim loại quý lợi tiền như bạch kim, cung cấp một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho các chất xúc tác quang tổng hợp truyền thống trong khi vẫn đạt được hiệu quả tương đương. Bước đột phá này không chỉ giúp sản xuất hydro bền vững mà còn hướng dẫn các ứng dụng công nghệ sinh học phạm vi rộng hơn.

GS. Andy Cooper, một trong số các tác giả nhấn mạnh hiện nghiên cứu sẽ mở đường cho hoạt động chế tạo lò phản ứng nano mô phỏng sinh học với nhiều ứng dụng về năng lượng làm sạch và kỹ thuật enzyme, góp phần vào tương lai trung hòa carbon.

Theo: vista.gov.vn